申请日2016.08.30
公开(公告)日2016.12.07
IPC分类号C02F1/28; B01J20/30; B01J20/24
摘要
本发明提供了一种复合废水处理吸附剂及其制备方法。由以下步骤制成：(1)将海泡石、累托石和凹凸棒土混合干燥，研磨，过120目筛，去除大颗粒;(2)放入马弗炉中煅烧;(3)冷却后加入乙酸和去离子水搅拌;(4)过滤，用蒸馏水清洗，干燥后研磨，过200目筛，去除大颗粒;(5)加入纳米二氧化硅、玉米胚芽粉、椰壳粉、瓜尔豆胶和去离子水，搅拌混匀制成小球;(6)将小球进行干燥后浸入硼酸和去离子水的溶液中;(7)将小球取出，浸入硼氢化钠和无水乙醇的溶液即得。本发明的复合废水处理吸附剂，对COD的去除率很高，对于Cu2+和Pb2+的去除率也很高，对含重金属离子的废水有很好的处理效果，同时脱色效果也较好。
权利要求书
1.一种复合废水处理吸附剂，其特征在于：由以下重量份数的组分制备而成：海泡石2-5份、累托石1-3份、凹凸棒土1-2份、羧甲基壳聚糖2-5份、纳米二氧化硅1-2份、玉米胚芽粉2-5份、椰壳粉1-2份、瓜尔豆胶1-2份、硼氢化钠3-5份、硼酸1.5-2份、无水乙醇20-40份、乙酸2-4份、去离子水60-100份。
2.根据权利要求1所述的一种复合废水处理吸附剂，其特征在于：由以下重量份数的组分制备而成：海泡石3-4份、累托石1.5-2.5份、凹凸棒土1.3-1.9份、羧甲基壳聚糖3-4份、纳米二氧化硅1.2-1.7份、玉米胚芽粉3-4份、椰壳粉1.2-1.6份、瓜尔豆胶1.3-1.8份、硼氢化钠3.5-4.5份、硼酸1.6-1.9份、无水乙醇25-35份、乙酸2.5-3.5份、去离子水70-90份。
3.权利要求1至2任一项所述的一种复合废水处理吸附剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1) 将海泡石、累托石和凹凸棒土混合，放入烘箱中在50-80℃下干燥，取出后放入研磨机中在转速300-400r/min下研磨3-5小时，过120目筛，去除大颗粒;
(2) 放入马弗炉中，在温度400-600℃下煅烧3-4小时;
(3) 冷却后加入乙酸和20-40份去离子水，放入水浴锅中在温度60-65℃下搅拌18-20小时;
(4) 过滤，用蒸馏水清洗，放入烘箱中在温度70-75℃下干燥22-24小时，取出后放入研磨机中在转速350-400r/min下研磨3-5小时，过200目筛，去除大颗粒;
(5) 加入纳米二氧化硅、玉米胚芽粉、椰壳粉、瓜尔豆胶和30-60份去离子水，搅拌混匀制成小球;
(6) 将小球进行干燥后浸入硼酸和剩余去离子水的溶液中，浸泡34-36小时;
(7) 将小球取出，浸入硼氢化钠和无水乙醇的溶液中30-60分钟即得。
4.根据权利要求3所述的一种复合废水处理吸附剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(1)中温度为60-70℃，转速为350r/min，研磨时间为4小时。
5.根据权利要求3所述的一种复合废水处理吸附剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中温度为450-550℃，煅烧时间为3.5小时。
6.根据权利要求3所述的一种复合废水处理吸附剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中温度为61-64℃，搅拌时间为18.5-19.5小时。
7.根据权利要求3所述的一种复合废水处理吸附剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中干燥时间为23小时，转速为370r/min，研磨时间为4小时。
8.根据权利要求3所述的一种复合废水处理吸附剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(6)中浸泡时间为35小时。
9.根据权利要求3所述的一种复合废水处理吸附剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(7)中浸泡时间为40-50分钟。
说明书
一种复合废水处理吸附剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种复合废水处理吸附剂及其制备方法。
背景技术
随着现代工业的迅猛发展，人口的激增，能源问题已越来越严重，同时，环境污染问题也在进一步加剧，而水资源危机也已成为一个亟待解决的世界性问题。随着工农业和城市的迅速发展，大量污染物的排放，自然水体遭到了严重的污染，水资源的利用率下降，更是加剧了我国水资源短缺的问题。水污染源包括工业污染源、农业污染源和生活污染源三大部分，而根据污染物质不同，水污染又主要分为化学性污染、物理性污染和生物性污染三大类。近年来，我国工业废水和城市废水的排放量约为572亿吨，其中工业废水排放达标率约为57%，工业废水中常含有难降解有机染料、重金属离子及有机无机化合物等污染物。若是这些废水处理不达标便直接排放进自然水体，则会对人类健康和环境产生巨大的危害。因此，如何有效地处理这些废水，对于保护水体安全，人类健康都具有重要的意义。
发明内容
要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种复合废水处理吸附剂，对COD的去除率很高，对于Cu2+和Pb2+的去除率也很高，对含重金属离子的废水有很好的处理效果，同时脱色效果也较好。
技术方案：一种复合废水处理吸附剂，由以下成分以重量份制备而成：海泡石2-5份、累托石1-3份、凹凸棒土1-2份、羧甲基壳聚糖2-5份、纳米二氧化硅1-2份、玉米胚芽粉2-5份、椰壳粉1-2份、瓜尔豆胶1-2份、硼氢化钠3-5份、硼酸1.5-2份、无水乙醇20-40份、乙酸2-4份、去离子水60-100份。
进一步优选的，所述的一种复合废水处理吸附剂，由以下成分以重量份制备而成：海泡石3-4份、累托石1.5-2.5份、凹凸棒土1.3-1.9份、羧甲基壳聚糖3-4份、纳米二氧化硅1.2-1.7份、玉米胚芽粉3-4份、椰壳粉1.2-1.6份、瓜尔豆胶1.3-1.8份、硼氢化钠3.5-4.5份、硼酸1.6-1.9份、无水乙醇25-35份、乙酸2.5-3.5份、去离子水70-90份。
上述复合废水处理吸附剂的制备方法包括以下步骤：
(1)将海泡石、累托石和凹凸棒土混合，放入烘箱中在50-80℃下干燥，取出后放入研磨机中在转速300-400r/min下研磨3-5小时，过120目筛，去除大颗粒;
(2) 放入马弗炉中，在温度400-600℃下煅烧3-4小时;
(3) 冷却后加入乙酸和20-40份去离子水，放入水浴锅中在温度60-65℃下搅拌18-20小时;
(4) 过滤，用蒸馏水清洗，放入烘箱中在温度70-75℃下干燥22-24小时，取出后放入研磨机中在转速350-400r/min下研磨3-5小时，过200目筛，去除大颗粒;
(5) 加入纳米二氧化硅、玉米胚芽粉、椰壳粉、瓜尔豆胶和30-60份去离子水，搅拌混匀制成小球;
(6) 将小球进行干燥后浸入硼酸和剩余去离子水的溶液中，浸泡34-36小时;
(7) 将小球取出，浸入硼氢化钠和无水乙醇的溶液中30-60分钟即得。
进一步优选的，步骤(1)中温度为60-70℃，转速为350r/min，研磨时间为4小时。
进一步优选的，步骤(2)中温度为450-550℃，煅烧时间为3.5小时。
进一步优选的，步骤(3)中温度为61-64℃，搅拌时间为18.5-19.5小时。
进一步优选的，步骤(4)中干燥时间为23小时，转速为370r/min，研磨时间为4小时。
进一步优选的，步骤(6)中浸泡时间为35小时。
进一步优选的，步骤(7)中浸泡时间为40-50分钟。
有益效果：本发明的复合废水处理吸附剂对COD的去除率可达94.7%，对于Cu2+和Pb2+的去除率也分别可达93.6%和97.5%，去除率很高，对含重金属离子的废水有很好的处理效果，同时对于亚甲基蓝的脱色率也达到了84.9%，脱色效果也较好。
具体实施方式
实施例1
一种复合废水处理吸附剂，由以下成分以重量份制备而成：海泡石2份、累托石1份、凹凸棒土1份、羧甲基壳聚糖2份、纳米二氧化硅1份、玉米胚芽粉2份、椰壳粉1份、瓜尔豆胶1份、硼氢化钠3份、硼酸1.5份、无水乙醇20份、乙酸2份、去离子水60份。
上述复合废水处理吸附剂的制备方法为：
(1)将海泡石、累托石和凹凸棒土混合，放入烘箱中在50℃下干燥，取出后放入研磨机中在转速300r/min下研磨3小时，过120目筛，去除大颗粒;
(2) 放入马弗炉中，在温度400℃下煅烧3小时;
(3) 冷却后加入乙酸和20份去离子水，放入水浴锅中在温度60℃下搅拌18小时;
(4) 过滤，用蒸馏水清洗，放入烘箱中在温度70℃下干燥22小时，取出后放入研磨机中在转速350r/min下研磨3小时，过200目筛，去除大颗粒;
(5) 加入纳米二氧化硅、玉米胚芽粉、椰壳粉、瓜尔豆胶和30份去离子水，搅拌混匀制成小球;
(6) 将小球进行干燥后浸入硼酸和剩余去离子水的溶液中，浸泡34小时;
(7) 将小球取出，浸入硼氢化钠和无水乙醇的溶液中30分钟即得。
实施例2
一种复合废水处理吸附剂，由以下成分以重量份制备而成：海泡石3份、累托石1.5份、凹凸棒土1.3份、羧甲基壳聚糖3份、纳米二氧化硅1.2份、玉米胚芽粉3份、椰壳粉1.2份、瓜尔豆胶1.3份、硼氢化钠3.5份、硼酸1.6份、无水乙醇25份、乙酸2.5份、去离子水70份。
上述复合废水处理吸附剂的制备方法为：
(1)将海泡石、累托石和凹凸棒土混合，放入烘箱中在60℃下干燥，取出后放入研磨机中在转速320r/min下研磨4小时，过120目筛，去除大颗粒;
(2) 放入马弗炉中，在温度450℃下煅烧3.5小时;
(3) 冷却后加入乙酸和25份去离子水，放入水浴锅中在温度61℃下搅拌18.5小时;
(4) 过滤，用蒸馏水清洗，放入烘箱中在温度71℃下干燥23小时，取出后放入研磨机中在转速370r/min下研磨4小时，过200目筛，去除大颗粒;
(5) 加入纳米二氧化硅、玉米胚芽粉、椰壳粉、瓜尔豆胶和40份去离子水，搅拌混匀制成小球;
(6) 将小球进行干燥后浸入硼酸和剩余去离子水的溶液中，浸泡35小时;
(7) 将小球取出，浸入硼氢化钠和无水乙醇的溶液中40分钟即得。
实施例3
一种复合废水处理吸附剂，由以下成分以重量份制备而成：海泡石3.5份、累托石2份、凹凸棒土1.5份、羧甲基壳聚糖3.5份、纳米二氧化硅1.5份、玉米胚芽粉3.5份、椰壳粉1.5份、瓜尔豆胶1.5份、硼氢化钠4份、硼酸1.75份、无水乙醇30份、乙酸3份、去离子水80份。
上述复合废水处理吸附剂的制备方法为：
(1)将海泡石、累托石和凹凸棒土混合，放入烘箱中在65℃下干燥，取出后放入研磨机中在转速350r/min下研磨4小时，过120目筛，去除大颗粒;
(2) 放入马弗炉中，在温度500℃下煅烧3.5小时;
(3) 冷却后加入乙酸和30份去离子水，放入水浴锅中在温度62℃下搅拌19小时;
(4) 过滤，用蒸馏水清洗，放入烘箱中在温度72℃下干燥23小时，取出后放入研磨机中在转速375r/min下研磨4小时，过200目筛，去除大颗粒;
(5) 加入纳米二氧化硅、玉米胚芽粉、椰壳粉、瓜尔豆胶和45份去离子水，搅拌混匀制成小球;
(6) 将小球进行干燥后浸入硼酸和剩余去离子水的溶液中，浸泡35小时;
(7) 将小球取出，浸入硼氢化钠和无水乙醇的溶液中45分钟即得。
实施例4
一种复合废水处理吸附剂，由以下成分以重量份制备而成：海泡石4份、累托石2.5份、凹凸棒土1.9份、羧甲基壳聚糖4份、纳米二氧化硅1.7份、玉米胚芽粉4份、椰壳粉1.6份、瓜尔豆胶1.8份、硼氢化钠4.5份、硼酸1.9份、无水乙醇35份、乙酸3.5份、去离子水90份。
上述复合废水处理吸附剂的制备方法为：
(1)将海泡石、累托石和凹凸棒土混合，放入烘箱中在70℃下干燥，取出后放入研磨机中在转速380r/min下研磨4小时，过120目筛，去除大颗粒;
(2) 放入马弗炉中，在温度550℃下煅烧3.5小时;
(3) 冷却后加入乙酸和20-40份去离子水，放入水浴锅中在温度64℃下搅拌19.5小时;
(4) 过滤，用蒸馏水清洗，放入烘箱中在温度74℃下干燥23小时，取出后放入研磨机中在转速380r/min下研磨4小时，过200目筛，去除大颗粒;
(5) 加入纳米二氧化硅、玉米胚芽粉、椰壳粉、瓜尔豆胶和50份去离子水，搅拌混匀制成小球;
(6) 将小球进行干燥后浸入硼酸和剩余去离子水的溶液中，浸泡35小时;
(7) 将小球取出，浸入硼氢化钠和无水乙醇的溶液中50分钟即得。
实施例5
一种复合废水处理吸附剂，由以下成分以重量份制备而成：海泡石5份、累托石3份、凹凸棒土2份、羧甲基壳聚糖5份、纳米二氧化硅2份、玉米胚芽粉5份、椰壳粉2份、瓜尔豆胶2份、硼氢化钠5份、硼酸2份、无水乙醇40份、乙酸4份、去离子水100份。
上述复合废水处理吸附剂的制备方法为：
(1)将海泡石、累托石和凹凸棒土混合，放入烘箱中在80℃下干燥，取出后放入研磨机中在转速400r/min下研磨5小时，过120目筛，去除大颗粒;
(2) 放入马弗炉中，在温度600℃下煅烧4小时;
(3) 冷却后加入乙酸和40份去离子水，放入水浴锅中在温度65℃下搅拌20小时;
(4) 过滤，用蒸馏水清洗，放入烘箱中在温度75℃下干燥24小时，取出后放入研磨机中在转速400r/min下研磨5小时，过200目筛，去除大颗粒;
(5) 加入纳米二氧化硅、玉米胚芽粉、椰壳粉、瓜尔豆胶和60份去离子水，搅拌混匀制成小球;
(6) 将小球进行干燥后浸入硼酸和剩余去离子水的溶液中，浸泡36小时;
(7) 将小球取出，浸入硼氢化钠和无水乙醇的溶液中60分钟即得。
对比例1
本实施例与实施例1的区别在于不含有玉米胚芽粉和椰壳粉。具体地说是：
一种复合废水处理吸附剂，由以下成分以重量份制备而成：海泡石2份、累托石1份、凹凸棒土1份、羧甲基壳聚糖2份、纳米二氧化硅1份、瓜尔豆胶1份、硼氢化钠3份、硼酸1.5份、无水乙醇20份、乙酸2份、去离子水60份。
上述复合废水处理吸附剂的制备方法为：
(1)将海泡石、累托石和凹凸棒土混合，放入烘箱中在50℃下干燥，取出后放入研磨机中在转速300r/min下研磨3小时，过120目筛，去除大颗粒;
(2) 放入马弗炉中，在温度400℃下煅烧3小时;
(3) 冷却后加入乙酸和20份去离子水，放入水浴锅中在温度60℃下搅拌18小时;
(4) 过滤，用蒸馏水清洗，放入烘箱中在温度70℃下干燥22小时，取出后放入研磨机中在转速350r/min下研磨3小时，过200目筛，去除大颗粒;
(5) 加入纳米二氧化硅、瓜尔豆胶和30份去离子水，搅拌混匀制成小球;
(6) 将小球进行干燥后浸入硼酸和剩余去离子水的溶液中，浸泡34小时;
(7) 将小球取出，浸入硼氢化钠和无水乙醇的溶液中30分钟即得。
本发明复合材料投入待处理废水中，投加量为18mg/L，搅拌吸附反应60分钟后测定其部分性能指标，结果见下表1，其对COD的去除率可达94.7%，对于Cu2+和Pb2+的去除率也分别可达93.6%和97.5%，去除率很高，对含重金属离子的废水有很好的处理效果，同时对于亚甲基蓝的脱色率也达到了84.9%，脱色效果也较好。对比例1中不含有玉米胚芽粉和椰壳粉，对Cu2+和Pb2+的去除率有明显的下降，说明这两者对Cu2+和Pb2+有较好的吸附效果，COD去除率和亚甲基蓝脱色率下降不明显，对于这两者的处理效果贡献不大。
表1 本复合材料的部分性能指标 产品名称COD去除率(%)Cu<sup>2+</sup>去除率(%)Pb<sup>2+</sup>去除率(%)亚甲基蓝脱色率(%)实施例193.191.195.983.6实施例293.692.296.284.1实施例394.293.496.784.5实施例494.793.697.584.9实施例594.492.596.884.3对比例192.687.289.181.1
注：原硝基化合物废水中COD浓度、Cu2+浓度和Pb2+浓度分别为1101.43mg/L、106.21mg/L和102.13mg/L。